金磐桥桥面铺装砼裂缝的成因分析及防治措施探讨

1、金磐桥桥面铺装砼裂缝的成因分析及防治措施探讨摘要： 本文结合桥梁施工工程实例，从主梁预拱度控制、钢筋安装控制、砼施工控制及砼养护控制等四方面对桥面铺装砼裂缝的施工成因进行分析，并提出相应的防治措施，希望对提高桥面铺装工程质量起到抛砖引玉的作用。 关键词：桥面铺装，砼裂缝，预控度，钢筋安装，砼养护1.前言 砼是一种由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而形成的复合脆性材料。由于材料本身性质和砼材料所受外力而引起的变形等一系列问题，使砼产生裂缝。微细小裂缝通常是一种无害裂缝，对砼结构的承重、防渗及其它功能不会产生太大的危害，但是严重的裂缝使空气中的有害气体或物质渗入到砼内部，从而导致钢筋锈蚀，影响

2、着结构的耐久性和安全性。因此对砼裂缝的控制已成为工程建设中必须高度重视的问题之一。 桥面铺装砼面层直接承受行车荷载、粱体变形和外在环境因素的作用，其变形和应力特征与主梁密切相关。桥面铺装层一方面可分散荷载并参与主梁的受力，另一方面起到联结各主粱使其共同受力的作用，既是桥面保护层又是桥梁结构的共同受力层，所以桥面铺装层是一个受力复杂的动力体系，要求具有足够的强度、整体性和耐久性。 但在实际施工中，因桥面铺装砼工程量小、耗工费时且工程造价比例低等原因，往往没引起足够的重视。这里就桥梁施工过程中对桥面铺装质量的不良因素进行分析。 一、工程概况 磐安金磐桥全长84.46m,桥面宽度为0.25m（栏杆）

3、+3.5m（人行道）+9m（车行道）+3.5m（人行道）+0.25m（栏杆）=16.5m。桥梁上部结构为3x20m预应力钢筋砼简支梁桥，20m空心板梁高0.95m；下部结构采用柱式桥墩，重力式桥台，钢筋砼扩大基础。安装预制预应力空心板39块。现浇C50砼桥面铺装层96方。 桥面从下到上采用10cm现浇C50砼+ 5cm细粒式沥青砼。 二、施工成因分析及防治措施 1梁预拱度控制 桥梁预拱度预留过大，对桥面铺装砼厚度产生影响，是引起桥面铺装过早裂缝的重要原因。 1.1成因分析 （1）预制砼空心板梁在预制过程中放张时间过早（未达到规定的放张强度）导致空心板梁的反拱值大于设计值。 （2）由于施工工艺控

4、制欠佳，预制过程中部分空心板梁的高度大于设计值，致使架梁后梁顶标高高低不均，造成铺装层厚度不均，使有的地方厚度偏小，钢筋保护层厚度不足，表面砼容易开裂。 （3）通过现场经验取值表明，20m先张法预制空心板梁在预制厂放置三个月，其中部上拱达4cm，致使架梁后施工铺装层厚度不足，严重影响工程质量。 1.2防治措施 （1）砼应达到规定强度后开始放张，放张时宜对称、同步。可采用砂箱法或千斤顶法，分数次完成。 （2）控制空心板梁高度不大于设计值，宜低不宜高，使铺装层的厚度有足够的调整余地 。 （3）先张法预制空心板梁达到规定强度后，要尽快架梁，一般梁的存放时间6 O天。 2钢筋安装控制 2.1成因分析

5、（1）目前桥面铺装钢筋网多采用8或10，网距为10cm10cm或15cm15cm。本工程钢筋网采用12，网距为10cm10cm，现场绑扎定位。在施工过程中，由于钢筋网片刚度小，工作人员、施工机具等在其上进行砼施工，网片极易变形，引起钢筋网片局部翘曲，致使铺装层上层钢筋保护层不足，导致铺装层的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。 （2）钢筋网片垫块间距过大或垫块小，使钢筋网片靠近梁面，致使铺装层上层钢筋保护层过厚，钢筋起不到应有的作用。 2.2防治措施 （1）尽量减少施工过程中在钢筋网上的操作，在浇筑前进行全面检查，调整变形的钢筋网使其符合规定要求。 （2）使用合格的垫块，垫块间距应使钢

6、筋有足够的保护层厚度。 3砼施工控制 3.1成因分析 （1）浇筑前的清理工作不到位 梁顶表面的浮渣、尘土、油污及水泥浆清理不利，造成铺装层与主梁结合欠佳。特别是后张法施工的现浇箱梁桥面，不按规范凿除孔道压浆时出浆管排除的水泥浆，给桥面铺装与桥面板的粘接形成一个夹层，危害较大。 （2）配置砼所采用材料不合格 水泥质量不好，如水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。 氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥砼凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使砼抗拉强度下降。水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可使砼强度不够，从而导致砼开裂。当水泥含碱量较高（如0.6%)，同时又使用含有碱活性的骨料

7、，在潮湿环境中可能导致碱骨料反应。 砂、石骨料：砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌合水用量加大，影响砼的强度，使砼收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低砼强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌合水用量加大，而且还降低砼的强度和抗冻性、 抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低砼强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积可膨胀2.5倍。 拌合水及外加剂：拌合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用含碱泉水拌制砼，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有

8、影响。 （3）砼水分蒸发过多 砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起砼塌落度过低，使得在砼体积上出现不规则的收缩裂缝。 （4）砼水灰比过大 用泵送砼施工时，为保证砼的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致砼凝结硬化时收缩量增加，使得砼体积上出现不规则裂缝。 （5）砼浇筑过快 砼浇筑过快，砼流动性较低，在硬化前因砼沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。 （6）振捣方式及时间。 砼振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。振捣时间应根据机械性能决定，一般 以515s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成砼强度不

9、足或不均匀；时间太长，造成分层粗骨料沉人底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。 （7）砼表面过度振捣或抹压 砼表面过度振捣或抹压，使水泥和细骨料过多上浮至表面，常使表面出现龟裂。 3.2防治措施 （1）浇筑前应仔细清理梁顶表面的浮渣、尘土、油污及水泥浆。 （2）选用优质的水泥和优质的骨料。 （3）合理安排流水施工，尽量避免砼搅拌很长时间后才使用。 （4）合理设计砼的配合比，改善骨料级配、降低水灰比、掺合粉煤灰等混合材料，掺加缓凝剂；在工作条件能满足的条件下，尽可能采用较小水灰比及较低塌落度的砼。 （5）控制砼的浇筑速度。 （6）采用行列式或梅花式进行振捣，既要振捣成分，又要避免

10、过振，一般控制在30秒以内，原则是保证混凝土表面不再下沉，气泡不再产生，水泥砂浆开始上浮，表面平整为宜。 （7）适时地收水抹面。收水抹面的目的一是增加砼表面的密实度，二是使砼表面产生的细微裂缝愈合。收水抹面一般以三遍为度。 4养护控制 4.1成因分析 桥面铺装一般厚度小，面积大，设计强度高，水泥用量大，极易出现收缩裂缝。 （1）砼终凝前，在干热或刮风天气易于出现塑性收缩裂缝，裂缝多为中间宽、两端细且长短不一，互不连贯。裂缝产生原因是由于砼在塑性状态时需要较多的水分，而天气炎热，阳光直照，刮风，使砼表面水分蒸发过快，砼表面产生急剧的体积收缩，此时砼还没有强度，表面将出现龟裂。 （2）砼在养护一段

11、时间后出现干燥收缩裂缝，为表面性的较浅较细裂缝，多沿短方向分布。裂缝产生原因是由于砼养护不周，受风吹日晒，表面水分散失过快，而砼内部湿度变化小，表面干缩变形受到砼内部的约束，产生较大的拉应力后生成裂缝。 （3）防治措施 养护期间注意保持铺装层的湿度，一般可覆盖土工布并及时喷洒淡水保持表面湿润。 三、砼桥面病害处治维修措施 对于砼桥面病害处治的修补，目前采用的通常有三种方法，即灌浆法，植筋法和返修法。 修补前为有利于新旧混凝土之间粘结牢固，可采用下述两个措施：一是在凿毛后的混凝土面上涂抹一层薄的胶结剂， 例如1:0.4铝粉水泥浆、1:1铝粉水泥砂浆、环氧胶液等;二是加设新旧混凝土之间的联系钢筋。

12、可在旧混凝土层上设置钢筋锚，也可把补强层钢筋网与底层钢筋焊接。 3.1 灌浆法。将高分子弹性有机材料用压力灌入混凝土裂缝中的一种自治方法。灌缝材料一般具有粘结强度高、抗拉、抗压、抗冲击强度高、渗透性强、塑性强、不易老化的优点。根据裂缝的宽度和深度不同，一般有压注灌浆法、扩缝灌浆法和直接灌浆法。 3.2 植筋法。目前对裂缝修补的常用方法，通常有斜孔植筋和绑带植筋法。 3.2.1斜孔植筋法。这种裂缝方法具有对桥面破坏小、耐久、能恢复桥面整体性、施工简单、快速等优点。 3.2.2绑带植筋法。对贯穿全板厚的开裂状的单条裂缝，宜采取绑带植筋法。修补混合料选用高早强、高韧性、微膨胀、快速修补材料。 3.3

13、返修法。对于桥面纵向裂缝损坏比较严重，呈现破碎或网状开裂时，应凿除重新进行返修，重新铺筑水泥混凝土桥面时应注意以下几个问题。 四质量保证措施 4.1水泥混凝土桥面铺装的厚度应符合设计要求，严格控制材料、铺装层结构、混凝土强度、防水层设置等施工均应符合设计规定。 4.2对原有桥梁横向联结钢筋焊接工作完成后，方可进行桥面铺装工作，以免后焊的钢筋引起桥面水泥混凝土在接缝处发生裂纹。 4.3.施工前，凿除原桥面板使表面粗糙，清洗干净，按设计要求铺设纵向接缝钢筋网或桥面钢筋网，然后浇筑。 五、结语 目前，普遍对桥梁检查工作应保证重视。特别的是对建成十年桥梁应做一次系统的全面检查，桥梁在使用期间，对各结构部位应定期检查，发现病害及时处理，病害越发现得早、维修工作量就越小，反之则越大。所以，勤检查、细检查，随时掌握桥梁结构的技术状况和安全状态，是桥梁建成后能否得到正确使用、管理及